过程控制与自动化仪表教学课件作者倪志莲龚素文主编过程控制第三章节课件幻灯片.ppt

过程控制与自动化仪表 * 3.6　比例积分微分控制 理想PID 实际PID 比例积分微分控制器 的输出特性曲线 过程控制与自动化仪表 * 　PID控制器各种组合控制效果图 3.6　比例积分微分控制 过程控制与自动化仪表 * 各类生产过程对象常用的控制规律如下： １）液位：一般要求不高，用P或PI控制规律。 ２）流量：时间常数较小，测量中混有扰动，用PI或加反微分控制规律。 ３）压力：介质为液体的时间常数较小，介质为气体的时间常数中等，用P或PI控制规律。 ４）温度：容量滞后较大，用PID控制规律。 3.6　比例积分微分控制 过程控制与自动化仪表 * 3.7　控制系统Simulink辅助设计分析 设某控制系统的传递函数 利用Simulink仿真工具辅助分析在不同的控制方式下，系统的动态响应情况。 系统的控制框图 举例 过程控制与自动化仪表 * 1.采用比例（P）控制 2.采用比例积分（PI）控制 3.7　控制系统Simulink辅助设计分析 过程控制与自动化仪表 * 3.采用比例微分（PD）控制 4.采用比例积分微分（PID）控制 3.7　控制系统Simulink辅助设计分析 过程控制与自动化仪表 * 采用不同的控制方式的系统单位阶跃响应曲线 3.7　控制系统Simulink辅助设计分析 过程控制与自动化仪表 * 采用不同的控制方式的系统单位阶跃响应曲线 3.7　控制系统Simulink辅助设计分析 过程控制与自动化仪表 * 采用不同的控制方式的系统单位阶跃响应曲线 3.7　控制系统Simulink辅助设计分析 过程控制与自动化仪表 * 采用不同的控制方式的系统单位阶跃响应曲线 3.7　控制系统Simulink辅助设计分析 过程控制与自动化仪表 * 采用不同的控制方式的系统单位阶跃响应曲线 3.7　控制系统Simulink辅助设计分析 机械工业出版社 二O一四年九月 Thank You! 过程控制与自动化仪表 主编 倪志莲 龚素文 机械工业出版社 过程控制与自动化仪表 过程控制与自动化仪表 * 第三章控制规律 掌握典型的控制规律及其特点。 掌握Simulink仿真辅助分析设计系统的方法。 3 掌握系统校正的概念。 1 2 过程控制与自动化仪表 * 3.1　控制系统的校正 3.1.1　校正的概念 在原有的系统中有目的地增添一些装置和元件，人为地改变系统的结构和性能，使之满足所要求的性能指标，我们把这种方法称为系统校正。增添的装置和元件称为校正装置和校正元件。 过程控制与自动化仪表 * 3.1.2　校正的方式 １.串联校正 如果校正装置Gc(s)串联在系统固有部分的前向通道中，则称为串联校正。 过程控制与自动化仪表 * 2.反馈校正 将校正装置Gc(s)与需要校正的环节进行反馈连接，形成局部反馈回路，称为反馈校正。 3.1.2　校正的方式 过程控制与自动化仪表 * 3.复合校正 复合校正是在反馈控制的基础上，引入输入补偿构成的校正方式，通常可以分为两种：一种是引入给定输入信号补偿；另一种是引入扰动输入信号补偿。 3.1.2　校正的方式 过程控制与自动化仪表 * 3.1.3　常用校正装置 １.无源校正装置 无源校正装置通常是由一些电阻和电容组成的二端口网络。 无源校正装置 过程控制与自动化仪表 * 2.有源校正装置 有源校正装置是由运算放大器组成的调节器。 有源校正装置 3.1.3　常用校正装置 过程控制与自动化仪表 * 3.1.4 校正应用举例 有一随动系统，框图如下。图中G1(s)为随动系统的固有部分。现对其进行串联校正，串联一个比例校正装置，比例系数Kc=0.5。 具有校正环节的系统框图 举例 过程控制与自动化仪表 * 3.1.4 校正应用举例 校正前、后系统的伯德图 过程控制与自动化仪表 * 3.1.4 校正应用举例 校正前、后系统的阶跃响应曲线 过程控制与自动化仪表 * 3.1.4 校正应用举例 结论：加入串联校正装置，降低系统增益后： １）系统的相对稳定性得到改善，超调量下降，振荡次数减少。 ２）增益降低为原来的１/２，系统的稳态精度变差。 过程控制与自动化仪表 * 3.2　位式控制 １.理想的双位控制 理想双位控制规律的数学表达式为 当e＞0时，u(t)=umax ； 当e＜0时， u(t)=umin 。 理想双位控制输出特性 温度双位控制系统示意图 过程控制与自动化仪表 * 2.实际的双位控制 实际双位控制输出特性 实际双位控制的过程曲线 3.2　位式控制 过程控制与自动化仪表 * 双位控制器结构简单，容易实现控制，且价格便宜，适用于单容对象且对象时间常数较大、负荷变化较小、过程时滞小、工艺允许被控变量在一定范围内波动的场合，如压缩空气的压力控制，恒温箱、管式